초록 ▼

□ 연구개요
사물인터넷 시스템의 장치는 수개월에서 수년에 이르는 초장기간의 동작시간이 요구되므로 전력채집기술을 통해 제한된 배터리 용량을 극복하려는 연구들이 활발하게 이뤄지고 있다. 이러한 시스템은 저전력은 물론 전원이 공급되지 않는 상황에 대비할 수 있도록 구성되어야 한다. 이에 따라 비휘발성 메모리가 차세대 사물인터넷 시스템의 메모리로 활용될 것으로 예측되고 있다. Phase-Change Memory나 Spin-Transfer Torque RAM과 같은 비휘발성 메모리의 중요한 특징은 두 소자 모두 읽기에 비해 쓰기에 더

□ 연구개요
사물인터넷 시스템의 장치는 수개월에서 수년에 이르는 초장기간의 동작시간이 요구되므로 전력채집기술을 통해 제한된 배터리 용량을 극복하려는 연구들이 활발하게 이뤄지고 있다. 이러한 시스템은 저전력은 물론 전원이 공급되지 않는 상황에 대비할 수 있도록 구성되어야 한다. 이에 따라 비휘발성 메모리가 차세대 사물인터넷 시스템의 메모리로 활용될 것으로 예측되고 있다. Phase-Change Memory나 Spin-Transfer Torque RAM과 같은 비휘발성 메모리의 중요한 특징은 두 소자 모두 읽기에 비해 쓰기에 더 많은 지연시간과 에너지를 소비한다는 점이다. 기존의 연구는 이러한 비대칭성에 기인하여 컴퓨터 시스템을 최적화 하는 것에 집중되어 왔다. 이 연구과제에서는 앞선 연구와는 반대로 주어진 NVM 환경에 최적으로 동작하도록 소프트웨어를 재구성하는 접근법을 취하여 사물인터넷 시스템을 최적화하는 것을 목표로 한다.

□ 연구 목표대비
연구결과
■ 1차년도
- IoT를 위한 NVM 특성의 수식 모델링 : IoT보다 복잡한 시스템을 통해 동적인 상황에서 적응적인 전력 최적화를 수행함으로써 제안하는 연구의 기본 개념검증 –연구목표 달성 (100%)
- NVM의 전력, 성능, 신뢰성의 수식 모델링 및 검증 : 메모리 특성 수식을 IEIE JSTS 논문에 포함하여 출판함: 메모리 특성 수식 모델링 완료 – 연구목표 달성(100%)

■ 2차년도
- IoT를 위한 NVM 성능, 전력, 신뢰성 최적화 연구 : 성능과 전력은 2017년 Sensors 논문에서 달성: – 연구목표 달성 (67%), 신뢰성은 2019년 ACM TODAES 논문에서 달성 – 연구목표 달성 (33%)하여 총합 연구목표 100% 달성
- NVM의 시뮬레이터 모듈 개발 : 제안하는 시뮬레이터 모듈 개발 및 공개 완료를 통한 연구목표 달성 완료 (100%)

■ 3차년도
- 최적화 기법의 고도화 : 현재 연구는 모두 완료되었고 실시간성 보장 논문이 TCAD에 제출 예정으로, 연구목표 달성 완료 (100%)
- 전체 시스템에서의 검증 : NVM을 사용하는 IoT/WSN 기기에서의 실시간성 검증 및 실시간성 제고를 위한 전원 선택 알고리즘을 개발 완료함 – 연구목표 달성(100%)

□ 연구개발결과의 중요성
- 우리나라는 삼성전자 하이닉스와 같이 세계적인 메모리 회사를 보유하고 있어 본 과제는 매우 직접적으로 산업적인 파급효과를 가짐.
- 과제의 결과물로 도출된 NVM 사물인터넷 시뮬레이터 및 에뮬레이터는 공개 소프트웨어화되어 추후 타연구나 산업체에서 활용할 수 있음.
- 이 과제를 통해 양성된 인력은 컴퓨터구조, 메모리의 물성 뿐 아니라 시스템 소프트웨어 최적화 이슈까지를 아우르는 전반적인 지식을 갖추게 되어 현재 하드웨어나 공정에 치우친 국내 관련 산업의 기술적인 쏠림 현상을 해소하는데 일조함.
- 과제가 성공적으로 수행되어 일정한 학문적인 성과를 보여 이는 추후 산학연계 과제로 많은 후속 연구를 파생시킬 것으로 기대함. 특히 내장형 시스템의 기존 설계방법론을 사물인터넷 시스템에 적용하는 것에서 많은 시너지를 기대함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 가. 연구의 개요 ... 3
• 나. 연구의 필요성 ... 3
• 다. 연구의 연구범위 및 최종목표 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 가. IoT를 위한 NVM 최적화 개념 검증 ... 4
• 나. NVM 특성의 수식 모델링 ... 6
• 다. IoT를 위한 NVM 성능, 전력, 신뢰성 최적화 연구 ... 6
• 라. NVM의 시뮬레이터 모듈 개발 ... 6
• 마. 최적화 기법의 고도화 ... 7
• 바. 전체 시스템에서의 검증 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 9
• 4. 연구성과 ... 11
• 대표적 연구실적 ... 12
• 끝페이지 ... 18